放顶煤工作面以孔代巷合理布孔参数

为了解决刘家梁矿2号煤层低含量赋存高强度开采引发工作上隅角瓦斯问题,缓解矿井因岩巷掘进造成采掘接替紧张的局面,提出了采用大直径高位走向长钻孔代替工作面低位岩石抽采巷的瓦斯治理技术,结合矿井2号煤层顶板煤岩物理力学参数,通过理论分析、UDEC、FLUENT数值模拟的方法,分别从工作面裂隙带发育、工作面采空区流场分布等不同的专业角度,分析、研究了瓦斯流通通道及赋存规律,为定向高位钻孔合理布孔层位选择提供理论支撑;结合1号钻场瓦斯抽采效果,修正工作面煤岩赋存资料,优化2号钻场抽采设计,调整钻孔布置参数,以工作面瓦斯抽采纯量、上隅角瓦斯浓度为指标,对不同条件下瓦斯治理效果进行对比,实践证明:走向高位长钻孔能够取代低位岩石抽采巷,用于低含量赋存、高强度开采的放顶煤工作上隅角瓦斯治理,治理效果显著,上隅角瓦斯浓度维持在0.6%以下。

基于UDEC的顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术研究

为有效解决主焦煤业2301工作面采空区瓦斯涌出量大、易造成上隅角瓦斯超限等问题,设计使用顶板超长定向高位钻孔对采空区瓦斯进行抽采。高位钻孔的层位选择直接影响瓦斯抽采效果,基于UDEC数值模拟软件研究了采空区垂向“三带”分布,计算出顶板裂隙带高度为17~35 m,且在顶板上方8~17 m处为关键层,在顶板上方17~35 m区域内布孔有助于保护成孔不受破坏。顶板定向高位长钻孔抽采瓦斯能够有效提高抽采效率,瓦斯抽采效果明显,实现了“以孔代巷”的目的。通过考察顶板定向长钻孔瓦斯抽采纯量、瓦斯浓度以及与底板穿层钻孔抽采效果进行对比,并实测抽采后残存瓦斯含量变化情况,验证了顶板定向长钻孔瓦斯抽采了优势,保障了矿井安全生产。顶板定向高位长钻孔替代高抽巷技术具有较强的可行性及广阔的应用前景。

大直径钻孔替代联络巷抽采隅角瓦斯技术

根据《煤矿安全规程》第153条“采掘工作面进风和回风不得经过采空区或冒顶区”的要求,寨崖底煤业有限公司9#煤层3910大采高(4.5 m)综采工作面大直径钻孔替代联络巷采空区瓦斯抽采技术试验成功。现场试验资料表明,大直径钻孔瓦斯抽采为类似高瓦斯矿井安全高效生产提供了强有力的技术保障,有效解决了上隅角瓦斯超限问题。

大直径钻孔在采空区瓦斯抽采中的应用分析

为解决3306综放工作面通过联络巷埋管抽采采空区瓦斯存在的成本高、治理量大等问题,提出将大直径钻孔应用到采空区瓦斯治理中。具体在3306措施巷按照30 m间隔布置Φ650 mm的大直径钻孔,并在钻孔进入到采空区后方5~35 m范围内进行低负压、大流量抽采。现场应用后,大直径钻孔瓦斯抽采浓度稳定在2.3%~3.8%、瓦斯抽采纯量稳定在4.9~6.5 m3/min,采面回风隅角瓦斯浓度控制在0.2%~0.6%,回风隅角瓦斯浓度在安全范围内,表明现场使用的大直径钻孔采空区瓦斯治理取得较好效果。

贺西矿3413综采面回风隅角综合瓦斯治理技术研究

由于贺西煤矿在上隅角处单独实施一种瓦斯治理技术时,无法达到工作面在高强度回采时上隅角瓦斯体积分数不超限,提出在工作面上隅角实施插(埋)管和高位定向钻孔联合抽采瓦斯的方案。现场试验结果表明:实施综合瓦斯治理技术后,总抽采纯量为3.38~6.19 m^(3)/min,平均抽采纯量为4.89 m^(3)/min;工作面上隅角瓦斯体积分数保持在0.31%~0.53%,平均瓦斯体积分数为0.41%,上隅角瓦斯体积分数明显降低,取得了良好的瓦斯治理效果。

薛湖煤矿采空区瓦斯立体多维综合治理技术及实践

针对薛湖煤矿29020工作面存在回风流及隅角瓦斯浓度超标问题,对工作面采用“立体多维瓦斯治理技术”治理采空区瓦斯,采用沿空留巷均压控风技术+隅角强化抽放技术+底抽巷分源抽放技术+普钻与定向高位协同抽采技术从多维度进行瓦斯治理。结果表明:均压控风后沿空留巷段漏风减少73%,隅角强化抽放使每分钟抽采瓦斯纯量达到约1.1 m^(3)。底抽巷分源抽放技术实现了对瓦斯的拦截和抽放,普钻与定向高位协同抽采技术,提高了钻孔抽采期和利用率,极大地降低了29020工作面回风流及隅角瓦斯浓度,为解决高瓦斯矿井高产采煤面的瓦斯治理问题提供借鉴。

近距离煤层群覆岩裂隙带瓦斯治理措施优化及效果分析

为解决近距离煤层群综采工作面回采中上隅角瓦斯治理难题,保障综采工作面有效衔接,实现连续安全高效生产,利用同位素测定分析技术明确了近距离煤层群卸压瓦斯涌入覆岩裂隙带内的规律特征,提出施工地面L型钻孔以优化原有的覆岩裂隙带瓦斯治理技术,降低综采工作面上隅角瓦斯体积分数。结果表明:屯兰矿2号煤层综采工作面的覆岩裂隙带高度附近,工作面自切眼回采的95 m范围内,02号煤卸压瓦斯抽采占比逐渐降低,2号和4号煤层的卸压瓦斯抽采占比逐渐升高,95 m后,02、2和4号煤卸压瓦斯抽采占比趋于稳定,占比分别为60%、25%和10%.优化后的“以孔代巷”技术“高位钻孔+低位钻孔+高位走向长钻孔+地面L型钻孔”将上隅角平均瓦斯体积分数由0.65%降低至0.25%.地面L型钻孔的施工在空间和时间上保障了井下综采工作面的连续稳定生产,对井下工程不形成干扰,有助于解决上隅角瓦斯超限问题,实现了综采工作面的安全高效连续生产。

综采工作面“以孔代巷”瓦斯治理参数优化研究

为有效降低综采工作面上隅角瓦斯积聚浓度,本文结合王家岭煤业18103工作面实际情况,提出了“以孔代巷”上隅角瓦斯治理技术,并设计了现场试验方案,通过分析不同钻孔布置参数的抽采效果,确定出钻孔孔径为127 mm,钻孔抽采负压30 k Pa左右,分支孔数量2个最佳。现场应用结果表明,18103工作面采用“以孔代巷”治理采空区瓦斯技术后,在瓦斯含量相对较高的区域,上隅角瓦斯浓度明显降低,能控制在0.6%以内,瓦斯含量相对较低的区域上隅角瓦斯浓度能控制在0.2%左右,治理效果明显。

高瓦斯综采工作面瓦斯治理技术研究

W3227工作面为高瓦斯矿井首采工作面,针对该工作面瓦斯涌出量超限,制定了风巷高位钻场高位钻孔抽采采空区瓦斯、风巷埋管抽采上隅角及老塘瓦斯、机巷沿空掘巷抽采3213采空区瓦斯、顺层钻孔抽放本煤层瓦斯、风巷辅助高位边孔抽采采空区瓦斯等综采工作面瓦斯治理技术。实践结果表明,通过以上的瓦斯抽放方式,回风巷瓦斯体积分数完全可控制在0.5%以内。

钻柱振动作用下的定向井井眼轨迹分析模型

针对定向井井眼轨迹研究现状和横向振动对钻柱受力影响,进行了钻柱振动作用下的定向井井眼轨迹分析。首先,结合定向井钻井过程,建立钻柱横向振动模型,在此基础上,得到钻柱振动下定向井井眼轨迹分析模型,以及钻头侧向力和钻头转角的关系式。然后,利用钻井现场的有关参数,结合算例分析分析,验证计算方法和分析模型的可靠性。研究结果表明:钻柱中点处横向位移、钻柱与井壁的接触力、钻头侧向力和钻头偏移角有着密切的联系,它们有着相同的变化周期。当钻柱中点处横向位移处于正方向最大值时,钻头转角达到正方向最大值,而钻柱与井壁的接触力、钻头侧向力达到负方向最大值。

高位钻孔瓦斯抽放技术在开滦矿区的应用

分析了高位钻孔瓦斯抽放的适用条件和合理的层位布置,在唐山矿T1452工作面和吕家坨矿5323工作面进行了应用实践,结果表明,使用该技术后唐山矿T1452工作面上隅角瓦斯浓度一直保持在0.1%~0.5%之间,抽放率可达到83%;吕家坨矿5323工作面上隅角瓦斯浓度保持在0.3%左右,抽放率52%,效果明显。

青龙煤矿11615工作面高位定向长钻孔瓦斯抽采分析

为解决青龙煤矿11615回采工作面上隅角瓦斯浓度超限难题,结合该工作面实际瓦斯赋存情况,采用高位定向长钻孔瓦斯抽采技术方法开展瓦斯抽采。对比了瓦斯抽采效果与钻孔距回风巷距离远近的关系,研究了瓦斯抽采效果与回采里程的关系,总结了高位定向长钻孔的瓦斯抽采规律。研究结果表明:回采过程中,通过高位定向长钻孔抽采采空区上覆岩层瓦斯,回采工作面上隅角瓦斯浓度降低到0.25%~0.35%,解决了该采空区上隅角瓦斯浓度超限问题;钻孔距回风巷距离为40m时,抽采瓦斯浓度基本稳定在18.5%左右,抽采效果最佳;随着回采里程的增加,钻孔抽采效果呈上升趋势,但在抽采末期有所下降。说明高位定向长钻孔对降低采空区及回采工作面上隅角瓦斯发挥了一定作用,提高了回采过程中瓦斯治理效率。

内错尾巷及顶板走向长钻孔瓦斯治理试验

针对回采工作面瓦斯涌出治理面临的通风和抽放问题,在某示范矿井2 307、3 308两个工作面分别进行了综放面内错尾巷和采空区顶板走向长钻孔技术的工业试验.通过分析两项技术的实施效果,得出内错尾巷技术和顶板走向长钻孔技术能够有效遏制上隅角瓦斯超限和工作面瓦斯涌出,减少通风负担.指出了内错尾巷试验中存在的问题,并提出了相应的尾巷布置改造建议;给出了顶板走向长钻孔抽放技术钻孔布置的合理有效的参数.最终肯定了内错尾巷、顶板走向长钻孔技术治理瓦斯的可行性.

顶板走向高位钻孔解决上隅角瓦斯超限技术研究

上隅角是煤矿采煤工作面采空区的漏风汇集处,其瓦斯超限问题是矿井瓦斯治理中常见的问题。魏家地煤矿针对上隅角瓦斯超限问题,采取合理的顶板高位钻孔设计方法代替高抽巷,通过采取这一技术抽采裂隙带瓦斯,有效地解决采煤工作面上隅角问题,取得了很好的抽放效果。

大直径抽采钻孔在采空区瓦斯抽采中的应用

为解决"U"型通风存在的上隅角瓦斯积聚及采空区瓦斯涌出等问题,研究利用大直径钻孔(φ550 mm)抽采采空区瓦斯技术,该技术通过低负压、高流量对采空区瓦斯进行抽采,从本质上改变采空区漏风流流场,从而降低上隅角瓦斯浓度及减少采空区瓦斯涌出.分析了大直径钻孔抽采上隅角瓦斯原理,从钻孔及护管参数、护管施工技术及参数、封孔工艺三方面研究了大直径钻孔抽采技术,并在中能矿2201工作面应用以抽采采空区瓦斯,测试确定了瓦斯钻孔抽采浓度随着工作面与钻孔的距离的变化关系,确定了最佳钻孔间距为20 m,开孔高度1.2 m可将上隅角瓦斯体积分数控制在0.28%~0.79%,钻孔交替时上隅角瓦斯体积分数控制在0.8%之内.

环境载荷对深水隔水管底部球接头的影响分析

隔水管底部球接头是深水钻井的关键部件 ,其工作状态及力学行为对安全作业显得格外重要。建立了深水钻井时海洋环境载荷作用下 ,隔水管及底部球接头静态分析的三维有限元力学模型 ,引入了非线性力学理论 ,计算结果更符合实际。计算分析表明 ,隔水管底部球铰处的转角是制约深水作业的重要参数 ,船体的漂移是影响它的最重要的因素 ;其次是隔水管顶部张力 ,随着顶部张力的增大 ,底部球铰的转角减小 ;随着海流速度的增大 ,底部球铰的转角增大 ;海浪的影响不明显。实际钻井过程中 ,当海流速度较大时 ,可通过增加顶部张力或加浮力块的方式来改善底部球接头的工作状况。

顶板裂隙带以孔代巷定向钻进技术的研究

为了解决回采工作面上隅角瓦斯超限问题,对顶板大直径长钻孔装备及钻进工艺进行详细研究。首先,从大扭矩大推进钻机、双泵大流量高压泥浆泵车、大直径高强度复合定向钻具和大直径高位定向钻进工艺等主要方面研究了顶板大直径长钻孔装备;然后,在具有代表性的双柳煤矿进行裂隙孔现场试验,对顶板大直径长钻孔钻进关键工艺技术进行了分析探讨和总结;最终通过回采工作面上隅角瓦斯抽采情况进行了验证,形成了一套顶板大直径长钻孔钻进工艺方法。

深水钻井中隔水管底部转角及载荷变化规律研究

通过有限单元法建立隔水管模型,分析了三级风、八级风——两种不同风力条件下,顶部张力比和船体偏移率对隔水管稳定性的影响。计算结果表明:隔水管底部横向载荷随张力比和偏移率呈线性变化。在张力比增加的过程中,船体的偏移率越大,横向载荷的增加幅度也越大。隔水管底部转角随偏移率的增加呈线性增长,但随着张力比的提高会迅速降低,然后趋于稳定。在保证张力比的前提下,风力的增加对底部转角和载荷影响极为有限。自然条件下,提高张力比是维持隔水管稳定性的有效手段。本研究对分析深水钻井平台的海底井口稳定性有一定指导意义。

采空区顶板高位定向钻孔抽采技术研究

为解决上隅角瓦斯超限问题,利用定向钻进技术轨迹可控、覆盖区域广等优越性,布置顶板高位定向钻孔抽采采空区瓦斯;通过数值模拟寺河矿E5302工作面工作面顶板破坏规律,得到距回风侧75 m范围内不同位置张拉破坏高度关系式,确定采空区顶板高位定向钻孔布置层位为距顶板垂直距离30~45 m;结合现场试验,回采期间上隅角瓦斯浓度控制在0.4%左右,保障了回采期间安全。

白皎矿2443工作面瓦斯治理

结合白皎矿2443工作面的实际情况,利用多重上保护层开采技术和底板道穿层网格钻孔有效消除了2443工作面的突出危险,同时结合均压通风控制工作面瓦斯浓度和"U+L"形通风方式治理上隅角瓦斯,使得2443工作面瓦斯的治理取得了良好的效果。